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Resumão #12hNerds de Física: Energia!

energia

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Geração de energia? Transmissão de energia? Consumo de energia? Todas estas coisas são contempladas pela Física e aparecem naquela questão maneira de conta de luz que sempre cai no Enem. #Partiu resumão de última hora? 

Geração de Energia

A geração de energia é quase sempre muito parecida: eólica, hidrelétrica, solar, nuclear. O que todas elas tem em comum? A geração de energia elétrica. Ou seja: energia hidrelétrica vira energia elétrica. E a solar? Vira energia elétrica.

Vamos relembrar aqui o que é energia mecânica com a ajuda da usina hidrelétrica? A usina hidrelétrica está localizado em um rio que tem volume de água muito grande e que é represada onde tem desnível. É aí que acontece a transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética. Represar uma massa enorme de água numa certa altura e deixar ela cair: perder altura e ganhar velocidade. Em função da energia, se você perde altura e ganha velocidade,  você perde energia potencial gravitacional e ganha cinética.

Epg = m.g.H

Ec = m.v²/2

O que chega lá embaixo, na represa, é uma grande massa de água com grande velocidade. Ou seja: você tem vazão. Como é que calcula a vazão dessa água? Abrindo a torneira! A vazão é nada mais nada menos do que o volume de água que cai da torneira sobre o tempo, tipo assim:

Vazão = Volume/Δt.

Nesse ponto a gente pode parar para ressaltar o quanto a geração de diferentes energias são parecidas. A gente aciona a turbina de um gerador para gerar energia elétrica. O que muda é a forma de acionar a turbina desse gerador. Na hidrelétrica, por exemplo, a grande vazão da água é o que aciona a turbina do gerador. Éolica: o vento é o que aciona a turbina. Nuclear: fissão nuclear aciona a turbina. Termoelétrica: queima carvão mineral, gera calor e isso aciona a turbina do gerador. E em todos estes processos temos a transformação da energia mecânica em energia elétrica. Pegou o ponto aqui, né? As coisas meio que funcionam da mesma forma.

print-1-fisica

 

Transmissão

Como evitar a perda de energia durante a transmissão? É importante perceber que essa transmissão não é feita de uma esquina para outra, mas da fronteira do Paraguai ao Rio de Janeiro. Distância grande, né, então podemos perder energia. Isso significa que vamos ter um caso de conservação e dissipação (ou perda) de energia.

Para pensar nisso, precisamos de uma situação ideal. Vamos criar uma: vamos transmitir energia elétrica, elétrons, através de um cabo até uma cidade. Enquanto estes elétrons estão sendo transmitidos pelo cabo, há uma resistência da passagem de elétrons, porque o fio naturalmente oferece resistência à passagem do elétrons. Do que estamos falando? De dissipação! E aí tem um conceito que é bem importante pra você entender:

Efeito Joule: energia se dissipa em forma de calor. Energia elétrica se transformando em térmica!

Mas não queremos Efeito Joule: quanto mais calor, menos energia elétrica, e o que queremos é que a elétrica chegue à cidade, certo? Diminuímos a CORREEEENTE, para diminuir a potência perdida. Quanto maior a corrente, menos a energia dissipada. Fazemos isso aumentando a tensão. Mas isso só enquanto a energia está sendo transmitida. Quando ela chegar no local desejado (no nosso caso, a cidade), temos que abaixar a tensão de novo. Afinal, ninguém quer tomar um choque em casa, não é mesmo?

Não entendeu nada? Calma, que tem print do quadro pra você ver tudo melhor:

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Consumo

Vamos calcular a potência dos aparelhos que a gente usa em casa? Tem um fio ali? Está passando elétron? Tem resistência. E corrente. Se tem corrente, tem potência. Você lembra como é que calcula potência?

P = U²/R

E a sua conta de energia nada mais é do que a potência do aparelho que você usa x o tempo que ele ficou ligado é o tanto de energia que você está consumindo:

E = P. t

E quais são as unidades de medida, hein? Vamos lá:

Corrente: Ampére (A)

Tensão: Volts (V)

Potência: Watt (W)